發(fā)布時間：2017-09-17 01:09

  本文關(guān)鍵詞：炮鋼表面電火花沉積MCrAlY性能的研究

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【摘要】：現(xiàn)代火炮的不斷發(fā)展進(jìn)步對身管的耐磨損和抗高溫性能提出了更高的要求。為了提升身管的性能和使用壽命,本文采用電火花沉積技術(shù)在PCrNi3MoVA鋼基體表面沉積NiCrAlY涂層,并引入PCrNi3MoVA、W-Ni-Fe兩種電極研究了兩極質(zhì)量轉(zhuǎn)移規(guī)律。根據(jù)火炮身管的實際工況,運(yùn)用納米壓痕儀、高速往復(fù)式摩擦磨損試驗機(jī)對試樣進(jìn)行摩擦磨損試驗。采用不連續(xù)稱重恒溫氧化法,依據(jù)GB/T13303-91《鋼的抗氧化性能測試方法》以及參考HB5258-2000《鋼及高溫合金抗氧化性能測定試驗方法》對試樣進(jìn)行900℃×100h恒溫抗氧化試驗。利用SEM、XRD、EDS等分析測試手段,對試樣的原始微觀結(jié)構(gòu)、摩擦磨損和氧化后的形貌、氧化物組成等進(jìn)行分析,為MCrAlY涂層在火炮身管上的應(yīng)用奠定理論基礎(chǔ)。在NiCrAlY、PCrNi3MoVA、W-Ni-Fe三種陽極材料的兩極質(zhì)量轉(zhuǎn)移規(guī)律中,陽極的電蝕量與其熔點(diǎn)呈反比關(guān)系,NiCrAlY電極具有較低的熔點(diǎn),故具有較大的電蝕量。三種電極材料的質(zhì)量轉(zhuǎn)移系數(shù)表明NiCrAlY電極的沉積效率高,具有堆焊和修復(fù)的效果。電火花沉積的NiCrAlY涂層連續(xù)、致密,并與基體冶金結(jié)合。涂層主要由基體元素Fe與電極元素Ni、Cr、Al相互熔合而成,為柱狀細(xì)晶組織,相組成為β-NiAl和γ-Ni兩相共存。NiCrAlY涂層的硬度較基體的硬度提高了22%,彈性模量比基體的小。在摩擦磨損試驗中,涂層較基體在相同往復(fù)速度上具有更低的摩擦系數(shù),且隨著摩擦速度的增加,涂層的摩擦系數(shù)減小�；w主要磨損機(jī)制為嚴(yán)重的塑性流動和磨料磨損,而NiCrAlY涂層的磨損機(jī)制主要是微切削磨料磨損�；w試樣在空氣中900℃下氧化100h后發(fā)生嚴(yán)重氧化,涂層試樣屬于完全抗氧化級別�；w和涂層的氧化動力學(xué)曲線均近似服從拋物線規(guī)律,但涂層增重僅為基體增重的1/135�；w表面生成了呈稀疏分層結(jié)構(gòu)的Fe_2O_3、Fe_3O_4和FeO三層氧化膜,并與基體發(fā)生剝落分離現(xiàn)象。涂層表面生成了連續(xù)、完整、致密的Al_2O_3氧化膜,提高了基體的抗氧化性能。
【關(guān)鍵詞】：電火花 MCrAlY涂層 摩擦磨損 高溫氧化
【學(xué)位授予單位】：沈陽理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TJ301;TG174.4
【目錄】：

• 摘要6-8
• Abstract8-12
• 第1章 緒論12-26
• 1.1 課題的背景及意義12-13
• 1.2 火炮身管延壽國內(nèi)外研究現(xiàn)狀13-18
• 1.2.1 國內(nèi)研究現(xiàn)狀13-14
• 1.2.2 國外研究現(xiàn)狀14-18
• 1.3 電火花沉積技術(shù)18-22
• 1.3.1 技術(shù)原理18-20
• 1.3.2 發(fā)展歷程及應(yīng)用現(xiàn)狀20-22
• 1.4 MCrAlY涂層22-25
• 1.5 本課題的主要研究內(nèi)容25-26
• 第2章 試驗材料與方法26-34
• 2.1 試驗材料26-27
• 2.2 涂層的制備27-28
• 2.3 硬度和彈性模量的測定28
• 2.4 摩擦磨損試驗28-29
• 2.5 高溫氧化試驗29-31
• 2.6 樣品分析測試方法31-34
• 2.6.1 掃描電子顯微鏡（SEM）31-32
• 2.6.2 X射線衍射分析（XRD）32-33
• 2.6.3 X射線能譜分析(EDS)33-34
• 第3章 PCrNi3MoVA表面電火花沉積NiCrAlY涂層的質(zhì)量轉(zhuǎn)移規(guī)律和組織結(jié)構(gòu)34-46
• 3.1 引言34
• 3.2 質(zhì)量轉(zhuǎn)移規(guī)律34-41
• 3.2.1 質(zhì)量轉(zhuǎn)移系數(shù)35-36
• 3.2.2 試驗設(shè)計36
• 3.2.3 試驗結(jié)果及討論36-41
• 3.3 涂層的表面形貌41-42
• 3.4 涂層的截面形貌42-44
• 3.5 涂層的相結(jié)構(gòu)44
• 3.6 本章小結(jié)44-46
• 第4章 PCrNi3MoVA表面電火花沉積NiCrAlY涂層的摩擦磨損性能46-53
• 4.1 引言46
• 4.2 PCrNi3MoVA鋼和NiCrAlY涂層的硬度及彈性模量46-48
• 4.3 PCrNi3MoVA鋼和NiCrAlY涂層的摩擦磨損性能48-51
• 4.4 本章小結(jié)51-53
• 第5章 PCrNi3MoVA表面電火花沉積NiCrAlY涂層的氧化性能53-61
• 5.1 引言53
• 5.2 氧化動力學(xué)曲線53-54
• 5.3 氧化的產(chǎn)物54-55
• 5.4 炮鋼氧化形貌55-56
• 5.5 涂層氧化形貌56-57
• 5.6 討論57-59
• 5.7 本章小結(jié)59-61
• 結(jié)論61-62
• 參考文獻(xiàn)62-68
• 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的論文和獲得的科研成果68-69
• 致謝69-70

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